矿井瓦斯防治技术 (20).ppt

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1、矿井瓦斯防治02PARTONE突 出 条 件 及 发 展 过 程一般来说，地应力在突出中的作用有以下三个方面：1.围岩或煤层的弹性变形潜能作功，使煤体产生突然破坏和位移；2.地应力场对瓦斯压力场起控制作用，围岩中高的地应力决定了煤层的高瓦斯压力，从而促进了瓦斯压力梯度在破坏煤体中的作用；3.煤层透气性也取决于地应力状态，当地应力增加时，煤层透气性按负指数规律降低。煤与瓦斯突出发生的条件地应力条件从上述分析可以得出：(1)具有较高的地应力是发生煤与瓦斯突出的第一个必要条件。(2)发生突出的充要条件是煤层和围岩具有较高的地应力和瓦斯压力，并且在接近工作面地带煤层的应力状态发生突然变化，从而使得潜能

2、有可能突然释放。以游离状态和吸附状态存在于煤裂隙和孔隙中的瓦斯，对煤体有以下三个方面的作用:(1)全面压缩煤的骨架，促使煤体中产生潜能；(2)吸附在煤微孔表面的瓦斯分子，对微孔起楔子作用，因而降低煤的强度；(3)具有很大的瓦斯压力梯度，从而造成作用于压力降低方向的力也大。煤与瓦斯突出发生的条件瓦斯条件无论游离瓦斯还是吸附瓦斯，都参与突出的发展。突出时，依靠潜能的释放，使煤体破碎并发生移动，瓦斯的解吸使破碎和移动进一步加强。并由瓦斯流不断地把碎煤抛出，使突出空洞壁始终保持着一个较大的地应力梯度和瓦斯压力梯度，致使煤的破碎不断向深部发展。突出过程的继续发展或终止，在某种程度上将决定于突出通道是否畅

3、通，即碎煤被瓦斯搬走的程度。煤与瓦斯突出发展的另一个充要条件是有足够的瓦斯流把碎煤抛出，并且突出孔道要畅通，以便在空洞壁形成较大的地应力梯度和瓦斯压力梯度，从而使煤的破碎向深部扩展。在地应力和瓦斯压力为一定值时，软煤分层容易被破坏，突出往往只沿软煤分层发展。煤体透气性差，易于在软煤分层引起大的瓦斯压力梯度，又促进了突出的发生。煤层中薄弱地点最易引起应力集中，所以煤体的破坏将从这里开始，而后再沿整个软煤分层发展。煤与瓦斯突出发生的条件煤的结构和力学性质条件突出的发展过程一般可划分为突出准备、突出激发、突出抛出、突出终止4个阶段。突出的发展过程1.突出准备阶段该阶段煤体经历着能量聚集或阻力降低两个

4、过程。一是能量积聚的过程。二是阻力降低过程。2.突出发动（激发）阶段该阶段的特点是地应力状态突然改变，即极限应力状态的部分煤体突然破坏，卸压并发生巨响和冲击，使瓦斯作用在破碎煤体上的推力向巷道自由方向顿时增加几倍到十几倍，伴随着裂隙的生成与扩张，膨胀瓦斯流开始形成，大量吸附瓦斯进入解吸过程而参与突出。3.突出抛出阶段（发展阶段）该阶段具有两个互相关联的特点：一是突出从激发点起向内部连续剥离并破碎煤体，二是破碎的煤在不断膨胀的承压瓦斯风暴中边运送边粉碎。4.突出终止阶段突出的终止有以下两种情况：一是在剥离和破碎煤体的扩展中遇到较硬的煤体或地应力与瓦斯压力降低到不足以破坏煤体；二是突出孔道被堵塞，其孔壁由突出物支撑建立起新的拱平衡或孔洞瓦斯压力因其被堵塞而升高，地应力与瓦斯压力梯度不足以剥离和破碎煤体。谢谢观看